CN209125813U - 一种新型五自由度并联机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型五自由度并联机构，包括动平台、球铰、连接杆、导轨座、双导轨、滑块、伺服电机、定平台、下连杆、上连杆、万向节、虎克铰和丝杠，所述定平台的顶部设置有下连杆，所述下连杆的顶部连接有上连杆，所述上连杆的顶部设置有动平台，且动平台与上连杆之间连接有万向节，所述定平台的顶部均匀分布有导轨座，所述导轨座的顶部安装有双导轨，所述双导轨的一侧设置有伺服电机，所述伺服电机的输出轴通过联轴器活动连接有丝杠，所述丝杠的外部设置有滑块，且滑块与双导轨为配合结构，所述滑块的顶部通过螺栓固定有虎克铰，本实用新型，具有结构简单、承载能力强和调姿空间大的特点。

Description

一种新型五自由度并联机构

技术领域

本实用新型涉及并联机构技术领域，具体为一种新型五自由度并联机构。

背景技术

由于地面实验安全可靠又节省资金，很多在太空及海洋中进行的实验都改在陆地上进行。并联机构是实验中用到的模拟台，它相对于串联机构具有刚度大、结构稳定、承载能力强、精度高、运动惯性小和正解困难而反解容易等优点，适用于飞机、舰船和汽车等的运动模拟。目前绝大多数并联稳定平台有六个自由度，其制造成本高和控制技术高，一般大负载的并联机构都采用液压缸，成本高，不易维护, 而且许多实验并不需要6 个自由度，因此自由度数少于六的并联机构成为目前并联机器人领域研究的热点。自由度并联机构的研究极不平衡，其中二、三自由度的并联机构研究基本成熟，而四、五自由度的并联机构研究较复杂，仍处于起步阶段，在一定程度上限制了该类并联机构的发展和应用。而四、五自由度并联机构用于调姿上的更是少之甚少。因此，设计一种结构简单、承载能力强和调姿空间大的新型五自由度并联机构是很有必要的。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种新型五自由度并联机构，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：一种新型五自由度并联机构，包括动平台、球铰、连接杆、导轨座、双导轨、滑块、伺服电机、定平台、下连杆、上连杆、万向节、虎克铰和丝杠，所述定平台的顶部设置有下连杆，所述下连杆的顶部连接有上连杆，所述上连杆的顶部设置有动平台，且动平台与上连杆之间连接有万向节，所述定平台的顶部均匀分布有导轨座，所述导轨座的顶部安装有双导轨，所述双导轨的一侧设置有伺服电机，所述伺服电机的输出轴通过联轴器活动连接有丝杠，所述丝杠的外部设置有滑块，且滑块与双导轨为配合结构，所述滑块的顶部通过螺栓固定有虎克铰，所述虎克铰的顶部连接有连接杆，所述连接杆与动平台之间连接有球铰，所述伺服电机与外部电源电性连接。

进一步的，所述下连杆的内部设置有滑轨，且滑轨与上连杆为配合结构。

进一步的，所述下连杆与定平台通过转动副活动连接。

进一步的，所述导轨座的数量为五个，且围绕定平台的中心点呈中心对称分布。

进一步的，所述伺服电机的底部与导轨座通过螺栓固定。

进一步的，所述滑块的内部开设有螺纹孔，且螺纹孔与丝杠为配合结构。

进一步的，所述双导轨由左右两个导轨组成，且左右两个导轨的相邻侧设置有丝杠。

与现有技术相比，本实用新型所达到的有益效果是：本实用新型，通过设置有球铰、导轨座和上连杆等构件，从而把空间移动和转动有机结合起来，可实现三维转动和两维移动，使之具有刚度高、惯性小、结构简单、易于控制、调姿空间大和动态性能好等优点；通过设置有伺服电机和丝杠等构件，实现了高精度伺服控制，且易于实现大驱动，承载能力强，减小了运动模拟台自身静载荷，便于装配、安装及可重组。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是本实用新型的图1中A区域放大示意图；

图3是本实用新型的丝杠与滑块安装示意图；

图中：1、动平台；2、球铰；3、连接杆；4、导轨座；5、双导轨；6、滑块；7、伺服电机；8、定平台；9、下连杆；10、上连杆；11、万向节；12、虎克铰；13、丝杠。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-3，本实用新型提供一种技术方案：一种新型五自由度并联机构，包括动平台1、球铰2、连接杆3、导轨座4、双导轨5、滑块6、伺服电机7、定平台8、下连杆9、上连杆10、万向节11、虎克铰12和丝杠13，定平台8的顶部设置有下连杆9，下连杆9的顶部连接有上连杆10，上连杆10的顶部设置有动平台1，且动平台1与上连杆10之间连接有万向节11，定平台8的顶部均匀分布有导轨座4，导轨座4的顶部安装有双导轨5，双导轨5的一侧设置有伺服电机7，伺服电机7的输出轴通过联轴器活动连接有丝杠13，丝杠13的外部设置有滑块6，且滑块6与双导轨5为配合结构，滑块6的顶部通过螺栓固定有虎克铰12，虎克铰12的顶部连接有连接杆3，连接杆3与动平台1之间连接有球铰2，伺服电机7与外部电源电性连接；下连杆9的内部设置有滑轨，且滑轨与上连杆10为配合结构，便于下连杆9与上连杆10相互运动；下连杆9与定平台8通过转动副活动连接，便于下连杆9顺利转动；导轨座4的数量为五个，且围绕定平台8的中心点呈中心对称分布，便于控制定平台8的精确位置；伺服电机7的底部与导轨座4通过螺栓固定，便于固定伺服电机7的位置；滑块6的内部开设有螺纹孔，且螺纹孔与丝杠13为配合结构，便于丝杠13带动滑块6运动；双导轨5由左右两个导轨组成，且左右两个导轨的相邻侧设置有丝杠13，便于双导轨5中的滑块6正确安放；当使用该新型五自由度并联机构时，接通伺服电机7的电源，伺服电机7的输出轴带动丝杠13转动，驱动滑块6在双导轨5上左右移动，从而带动连接杆3的一端运动，由于连接杆3与动平台1通过球铰2连接，各个连接杆3的角度决定了动平台1的位置，同时约束分支的上连杆10随动平台1的运动而升降，限制动平台1的位置不会过于偏移，此种设计把空间移动和转动有机结合起来，可实现三维转动和两维移动，使之具有刚度高、惯性小、结构简单、易于控制、调姿空间大和动态性能好等优点，同时实现了高精度伺服控制，且易于实现大驱动，承载能力强，减小了运动模拟台自身静载荷，便于装配、安装及可重组。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种新型五自由度并联机构，包括动平台（1）、球铰（2）、连接杆（3）、导轨座（4）、双导轨（5）、滑块（6）、伺服电机（7）、定平台（8）、下连杆（9）、上连杆（10）、万向节（11）、虎克铰（12）和丝杠（13），其特征在于：所述定平台（8）的顶部设置有下连杆（9），所述下连杆（9）的顶部连接有上连杆（10），所述上连杆（10）的顶部设置有动平台（1），且动平台（1）与上连杆（10）之间连接有万向节（11），所述定平台（8）的顶部均匀分布有导轨座（4），所述导轨座（4）的顶部安装有双导轨（5），所述双导轨（5）的一侧设置有伺服电机（7），所述伺服电机（7）的输出轴通过联轴器活动连接有丝杠（13），所述丝杠（13）的外部设置有滑块（6），且滑块（6）与双导轨（5）为配合结构，所述滑块（6）的顶部通过螺栓固定有虎克铰（12），所述虎克铰（12）的顶部连接有连接杆（3），所述连接杆（3）与动平台（1）之间连接有球铰（2），所述伺服电机（7）与外部电源电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种新型五自由度并联机构，其特征在于：所述下连杆（9）的内部设置有滑轨，且滑轨与上连杆（10）为配合结构。

3.根据权利要求1所述的一种新型五自由度并联机构，其特征在于：所述下连杆（9）与定平台（8）通过转动副活动连接。

4.根据权利要求1所述的一种新型五自由度并联机构，其特征在于：所述导轨座（4）的数量为五个，且围绕定平台（8）的中心点呈中心对称分布。

5.根据权利要求1所述的一种新型五自由度并联机构，其特征在于：所述伺服电机（7）的底部与导轨座（4）通过螺栓固定。

6.根据权利要求1所述的一种新型五自由度并联机构，其特征在于：所述滑块（6）的内部开设有螺纹孔，且螺纹孔与丝杠（13）为配合结构。

7.根据权利要求1所述的一种新型五自由度并联机构，其特征在于：所述双导轨（5）由左右两个导轨组成，且左右两个导轨的相邻侧设置有丝杠（13）。